Question

На электроплите, мощность которой 500 Вт и КПД 40 %, нагрели 2 л воды, начальная температура которой 200С. При этом 20 % воды превратилось в пар. Определите время работы плиты. Желательно с рисунком.

Answer 1

Кпд=Q/P*t
t=Q/кпд*P
масса воды m1=pV=1000*2*10^-3=2 кг масса испаряемой воды m2=0,2*m1=0,2*2=0,4 кг
Q=c*m1*(t1-t2)+m2*L
t=(4200*2*(100-20)+0,4*2,3*10^6)/0,4*500=7960 c

Answer 2

Не очень понятно какой рисунок к этой задаче делать.
η = Апол/Азатр
Апол=Qобщ
Азатр=Pt
Qобщее=Q1+Q2
Q1=cm1Δt
Q2=Lm2
m2=0,2m1
m1 = ρV = 1000*0,002= 2 кг
η = (cm1Δt+L*0,2m1)/Pt
t = (cm1Δt+L*0,2m1)/Pη
t = 7960 (с) = 133 (мин)

Answer 3

Для определения времени работы электроплиты, нужно рассчитать количество теплоты, которое она передает воде, чтобы нагреть её до кипения и превратить часть воды в пар.

1. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания 2 л воды с начальной температурой 20°C до точки кипения (100°C):

Масса воды (m) = 2 л = 2 кг (поскольку плотность воды приблизительно 1 кг/л). Изменение температуры (ΔT) = 100°C - 20°C = 80°C.

Количество теплоты (Q1) = масса × удельная теплоёмкость воды × изменение температуры: Q1 = 2 кг × 4186 Дж/кг°C × 80°C ≈ 669,76 кДж.

2. Теперь рассчитаем количество теплоты, которое необходимо для превращения 20% воды в пар:

Масса пара (m_пара) = 0,2 × 2 кг = 0,4 кг. Удельная теплота парообразования (L) для воды при 100°C ≈ 2257 кДж/кг.

Количество теплоты (Q2) = масса пара × удельная теплота парообразования: Q2 = 0,4 кг × 2257 кДж/кг ≈ 902,8 кДж.

3. Теперь найдем общее количество теплоты, которое плита должна передать воде:

Общее количество теплоты (Q_общ) = Q1 + Q2 ≈ 669,76 кДж + 902,8 кДж ≈ 1572,56 кДж.

4. Теперь рассчитаем энергию, которую плита передаст за время её работы:

Мощность плиты (P) = 500 Вт = 500 Дж/сек. КПД (η) = 40% = 0,4 (в десятичной форме).

Энергия, переданная плитой за время работы (W_переданная) = Q_общ / η: W_переданная = 1572,56 кДж / 0,4 ≈ 3931,4 кДж.

5. Наконец, найдем время работы плиты:

Время работы (t) = W_переданная / P: t = 3931,4 кДж / 500 Дж/сек ≈ 7,86 сек.

Таким образом, время работы электроплиты составляет примерно 7,86 секунд.

Рисунок (диаграмма) не предоставлен, поскольку текстовый формат не позволяет вставлять изображения. Но вы можете представить график зависимости переданной энергии от времени, который начинается с нуля, увеличивается до максимального значения (3931,4 кДж) за 7,86 секунд, а затем останавливается.